大跨缆索支承型桥梁健康监测与评估系统的设计研究

随着我国经济迅速发展,对于交通运输能力的要求不断提高,结构健康监测（Structural Health Monitoring,SHM）系统越来越成为大型桥梁运营、养护管理、安全评估与维护的重要技术支撑。本文针对目前国内外大跨桥梁结构健康监测系统中存在的问题,围绕“结构健康监测、日常养护检测系统、周期检测相结合,综合建立大跨桥梁结构状态识别与安全评估系统”的思想,主要就建立大跨缆索支承型桥梁结构健康监测系统中的问题进行了研究,提出了明确的系统的总体设计原则、构成以及功能目标,对系统设计与安全评估目标的关系问题进行了分析研究,阐述了监测项目选择、传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据处理与控制子系统、结构状态识别与安全评估子系统的设计原则或思路。     

苏通大桥结构健康监测及安全评价系统的研究与设计

介绍了世界第一大跨斜拉桥-苏通大桥结构健康监测及安全评价系统研究与设计的部分阶段性成果,结合对近年来桥梁健康监测系统研究所取得的主要进展和尚待进一步研究的关键性问题的综合性评述,阐述了苏通大桥结构健康监测与安全评价系统的系统构成、系统目标、布点策略、监测仪器的选择、损伤识别及安全评价方法策略等问题,并对大跨桥梁结构健康监测及安全评价系统的发展方向进行了探讨.     

基于“北斗系统”的大跨连续梁桥形变监测设计分析

结合大跨连续梁桥结构特点和发展需要,分析了基于"北斗系统"的桥梁健康监测及状态评估系统的组成和设计,以实桥为例对大跨连续梁桥健康监测系统技术工作方案进行了详细介绍,同时探讨了传感器与数据采集系统、数据预处理与传输系统、数据库管理系统与综合评估决策的设计方案,该系统的建立可为同类型桥梁的实时形变健康监测提供参考,为桥梁的维修、养护与管理决策提供依据和指导,对进一步提高公路桥梁的管养水平具有重大意义。     

中新天津生态城彩虹桥结构健康监测及安全评估

介绍了彩虹桥结构健康监测及安全评价系统的技术设计成果.结合对近年来桥梁健康监测系统研究所取得的主要进展和尚待进一步研究的关键性问题的综合性评述,阐述了彩虹桥结构健康监测与安全评价系统的系统构成、系统目标、布点策略、监测仪器的选择、损伤识别及安全评价方法策略等问题,并对大跨桥梁结构健康监测及安全评价系统的发展方向进行了探讨.     

江阴大桥原结构安全监测系统设计分析与反思

本文以江阴大桥结构健康监测系统升级改造工程为研究背景,在对江阴大桥结构受力特点进行简要分析的基础上,从大跨桥梁结构健康监测的监测思想、测点布置、测试技术的应用等方面,对江阴大桥原安全监测系统及存在的主要问题进行了分析研究。并从项目选择、传感器的布设、网络结构、数据采集、监测运行模式、数据存储、应用软件设计等方面对江阴大桥原结构安全监测系统进行了比较详细的设计分析与反思。为升级改造工程设计与实施提供了依据。     

基于Zigbee的无线传感器网络在桥梁健康监测系统中的应用探究

桥梁的建设和维护是国家基础设施建设的重要组成部分,桥梁健康监测技术能有效的保证桥梁的安全运营,保障人民群众的生命财产安全。桥梁健康监测系统通过对桥梁结构状态的监测与分析,为桥梁在特殊气候、复杂交通环境下和桥梁结构状况异常时发布预警信号,为桥梁的管理、养护与维修提供科学的依据。目前国内外桥梁监测系统大多为有线网络系统,存在着网络安装布线成本高昂、设备移动和网络结构灵活性差、节点智能化程度低等问题。为此,本文提出并设计实现了基于Zigbee协议的无线传感器桥梁健康监测网络系统。与传统的桥梁监测系统相比该系统具有成本低、可靠性高、安装方便、维护更新费用低等优势。本文针对桥梁健康监测技术的发展现状和无线传感器网络技术的应用,阐述了无线传感器网络的结构、分层模型和关键技术,将Zigbee技术应用于桥梁健康监测的无线传感器网络。对TI的基于Zigbee2006标准的协议栈Z-Stack进行了剖析。设计了适用于桥梁健康监测的网络拓扑结构,结合系统监测指标,给出基于Zigbee桥梁健康监测系统总体方案。     

浅议桥梁结构健康监测系统

对桥梁结构健康监测的传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统及桥梁健康评估系统进行了论述,指出了目前国内外桥梁结构健康监测系统存在的差距,阐述了应用桥梁结构健康监测系统的意义,旨在保证桥梁运营安全。     

基于传感器网络的桥梁健康监测系统的研究与设计

本文主要通过传感器网络技术,将温度传感器、应变传感器、位移传感器等与动态称重系统进行系统集成,完成了对桥梁结构的安全监测,及时发现桥梁损伤,为桥梁维护管理提供技术依据,辅助桥梁日常交通管理,确保了桥梁的安全运营。本文主要对系统的整体架构、传感器网络系统、数据采集系统及软件系统的设计进行详尽的阐述。本文的论述,给桥梁工程领域提供了很好的健康监测应用案例,对从事该领域的工程技术人员具有重要的参考意义。     

大跨斜拉桥结构健康监测的有限元分析模型

桥梁结构健康监测的有限元模型是桥梁结构健康评估系统的重要组成部分,它必须能够准确计算桥梁结构的整体动力特性.所建立的模型是某大跨斜拉桥结构健康监测与安全评价系统的一部分,用于传感器测点的选择、识别结构关键构件.模型的构建根据最终设计构造并以独立的结构构件为分析单元,是一个完整的有限元模型,可以精确模拟结构的刚度、几何构形和质量分布等特性.模型中采用空间梁单元模拟塔柱、斜拉索和桩,采用空间壳单元和梁单元拼装钢箱梁.考虑到桥梁跨度很大,因此考虑了拉索的垂度效应和初应力对拉索刚度的影响,采用Ernst公式对拉索弹模进行折减.模型也考虑了下部群桩基础对上部结构的影响,土的作用以桩基侧面的土弹簧模拟.由于模型误差、参数误差的存在,模型计算值与实测值通常有一定偏差,因此初步模型必须要进行修正.由于大桥尚未建成,因此完全的模型修正尚不可行,本次仅对其进行了初步校核修正.初步修正后的模型为初步确定出健康监测方案提供了依据.     

视频位移计在桥梁动挠度监测中的应用研究

桥梁动挠度是评价桥梁结构安全及荷载能力的重要指标,是桥梁结构安全与健康状态监测的重要组成部分.文章以连续大跨径桥梁—蓉湖大桥为例,选用基于光电成像原理的视频位移传感设备,对桥梁动挠度进行长期实时监测,同时通过数据反馈机制触发视频抓拍实时同步桥面受载情况,精准识别桥面重载车辆,从而为了解桥梁的受载能力与结构安全提供依据,为业主制定桥梁养护策略提供参考意见.研究表明:在大桥30#-31#墩北侧面和30#-31#墩南侧面处设置动挠度监测靶点,大桥跨中全覆盖的布点方式为重载车辆位置的精准识别奠定了基础;根据前期监测数据分析,考虑到温度对动挠度测量结果的影响,设定采集频率为2 Hz,预警阈值为动挠度单次位移变化量0.3 mm.对监测数据验证与分析显示,基于视频位移计监测动挠度-阈值触发抓拍桥面过载的桥梁结构安全与健康监测系统具有"非接触式、测量跨径大、精度高、长期连续观测、实时有效、可溯源"的优点,体现出了良好的应用前景.